Одеська національна академія зв’язку ім. О.С. Попова

Кидисюк Анатолій Іванович

УДК 656.8.001

Оптимізація мережі поштового зв’язку

З СОРТУВАЛЬНИМИ ВУЗЛАМИ

05.12.02 – телекомунікаційні системи та мережі

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Одеса – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеській національній академії зв’язку ім. О.С. Попова

Міністерства транспорту та зв’язку України

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Ящук Леонід Омелянович,

Одеська національна академія зв’язку ім. О.С. Попова, завідувач кафедри

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Балашов Віталій Олександрович,

Одеський науково-дослідний інститут зв’язку,

директор

кандидат технічних наук, професор

Скляренко Сергій Миколайович,

Київська міська дирекція УДППЗ „Укрпошта”,

директор

Провідна установа: Одеський національний політехнічний університет Міністерства освіти і науки України, інститут радіоелектроники та телекомунікацій.

Захист відбудеться 10 червня 2005 р. о 10.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д41.816.02 в Одеській національній академії зв’язку ім О.С. Попова за адресою: 65029, м. Одеса, вул. Кузнечна, 1.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Одеської національної академії зв’язку ім. О.С. Попова.

Автореферат розісланий 5 травня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Князєва Н.О.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми

Поштовий зв’язок як невід’ємна складова частина національної та глобальної інформаційної інфраструктури відіграє виключно важливу роль у збереженні цілісності країни, розвитку її економіки, підвищенні ефективності управління народно-господарським комплексом, прискоренні інтеграційних процесів у світі, зближенні і більш тісному спілкуванні людей.

Втім, розвиток електронних засобів телекомунікацій; лібералізація ринку послуг поштового зв’язку; конкуренція з боку альтернативних операторів поштового зв’язку; зростання витрат на перевезення і оброблення пошти; низький життєвий рівень широких верств населення; необхідність утримання десятків тисяч працівників, тисяч об’єктів поштового зв’язку, сотень поштових маршрутів; зобов’язання надавати універсальні послуги поштового зв’язку на всій території країни за встановленими державою тарифами; випереджуючі темпи зростання рівня мінімальної заробітної плати у порівнянні з темпами зростання доходів; недосконалість законодавства України стосовно поштового зв’язку; відсутність державної підтримки галузі та ряд інших факторів призвели до багаторазового падіння поштових потоків, поставили національного оператора поштового зв’язку – Українське державне підприємство поштового зв’язку „Укрпошта” в надто скрутне фінансове становище.

Комплексною програмою створення Єдиної національної системи зв’язку України (Постанова Кабінету Міністрів України від 23 вересня 1993 р. № 790), Програмою реструктуризації Українського об’єднання поштового зв’язку “Укрпошта” (Постанова Кабінету Міністрів України від 4 січня 1998 р. № 1), Концепцією розвитку зв’язку України до 2010 року (Постанова Кабінету Міністрів України від 9 грудня 1999 р. № 2238) передбачено суттєве підвищення ефективності поштового зв’язку України.

За таких умов метою усіх проектів розвитку поштового зв’язку виступає суттєве скорочення витрат на функціонування мережі поштового зв’язку, піднесення якості надання послуг поштового зв’язку, підвищення конкурентоспроможності національного оператора поштового зв’язку України.

Одним з основних напрямів розвитку технічної та технологічної інфраструктури поштового зв’язку в усьому світі виступає скорочення витрат на оброблення і перевезення пошти за рахунок створення в мережі поштового зв’язку одного або декількох сортувальних вузлів, в яких концентруються велики поштові потоки і виникають передумови впровадження засобів автоматизованого оброблення пошти та ефективного використання транспортних засобів для перевезень пошти.

Втім, переваги мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами значною мірою знецініються неминучим зростанням термінів проходження письмової кореспонденції між визначеними групами об’єктів поштового зв’язку внаслідок збільшення кількості вузлів і відповідного зростання протяжностей шляхів, через які прямує пошта, та необхідності виділення значних інтервалів часу на її оброблення в сортувальних вузлах.

За таких умов оптимізація мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами, яка забезпечує максимізацію їх переваг і мінімізацію недоліків, є актуальною задачею поштового зв’язку.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Робота виконана за насущними потребами галузі зв’язку України. Основні результати дисертаційної роботи спрямовані на виконання завдань державних програм створення Єдиної національної системи зв’язку України та розвитку галузі зв’язку України і використані в науково-дослідних темах, які провадились в Одеській національній академії зв’язку ім. О.С. Попова на замовлення й за планами Державного комітету зв’язку та інформатизації України (НДР № 0104U005481, НДР № 0104U005482).

Мета і задачі дослідження

Метою роботи є вирішення проблем суттєвого підвищення ефективності поштового зв’язку України, основними складовими якої є скорочення витрат на оброблення і перевезення пошти та скорочення термінів проходження пошти в Україні.

Для досягнення мети необхідно розв’язати наступні ключові задачі:

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Об’єктом дослідження є моделі та методи оптимізації мереж поштового зв’язку.

Предметом дослідження є моделі та методи оптимізації мереж поштового зв’язку з сортувальними вузлами.

Методи дослідження базуються на методах математичного аналізу (розробка узагальненої математичної моделі функціонування мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами), методах теорії графів (побудова плоского графа розміщення накопичувачів поштових речей у сортувальних вузлах) та методах спрямованого перебору (визначення оптимальної кількості та місць розташування сортувальних вузлів), адаптованих до задач поштового зв’язку.

Наукова новизна одержаних результатів

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Практичне значення одержаних результатів

1.

2.

- 2 дні між населеними пунктами, розташованими в межах кожної області України;

- 3 дні між населеними пунктами, розташованими в межах різних областей кожної зони;

- 3 або 4 дні між населеними пунктами, розташованими в межах різних зон, при використанні для перевезень пошти по міжзональних маршрутах відповідно авіаційного або автомобільного транспорту.

3.

4.

Публікації

За матеріалами дисертації опубліковано 7 наукових праць в фахових науково-технічних журналах і збірниках наукових праць (3 одноосібно).

Особистий внесок здобувача

Основні результати роботи отримано самостійно. Роботи [1-3] виконано одноосібно. Особистий внесок автора в [4] – визначення оптимального розташування накопичувачів поштових речей в Львівському сортувальному вузлі; в [5] – визначення впливу порушення міжциклової та внутрішньоциклової синхронізації оброблення і перевезення пошти на техніко-економічні показники мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами; в [6] – визначення розподілів поштових потоків за поштовими маршрутами; за об’єктами поштового зв’язку; за кількістю оброблень пошти у сортувальних вузлах; за термінами проходження письмової кореспонденції між об’єктами поштового зв’язку; в [7] – визначення інтегральних показників ефективності функціонування мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами.

Апробація результатів дисертації

Основні результати дисертації доповідались і обговорювались на науково-технічних радах УДППЗ “Укрпошта” (Київ, 2003 – 2004 рр.), на міжнародному семінарі „Поштова реформа і стратегія розвитку” (Львів, 6-10 квітня 1998 р.), на міжнародному семінарі „Перспективи розвитку поштового зв’язку та взаємовигідної співпраці між УДППЗ „Укрпошта” та державним підприємством „Пошта Польська” (Варшава, 22-25 січня 2003 р.), на науково-практичній конференції „Розробка та впровадження новітніх технологій в поштовому зв’язку” професорсько-викладацького складу та наукових працівників Національної академії зв’язку ім. О.С. Попова (Одеса, 26 - 29 квітня 2004 р.), на наукових семінарах кафедри мереж і систем поштового зв’язку Національної академії зв’язку ім. О.С. Попова (Одеса, 2003 – 2004 рр.).

Структура дисертації

Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів та висновків. Загальний обсяг роботи 120 сторінок друкарського тексту, в тому числі 23 рисунки, 14 таблиць, список використаних джерел (84 найменування).

Зміст роботи

У вступі обгрунтовано актуальність теми дослідження, наукову новизну і практичну цінність, подано загальну характеристику роботи.

У першому розділі проведено аналіз задач оптимізації мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами, обгрунтовано критерії оптимальності та визначено обмеження зазначених задач, розглянуто питання адаптації відомих методів оптимізації до розв’язання задач оптимізації мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами, встановлено характер впливу кількості та місць розташування сортувальних вузлів на техніко-економічні показники мережі поштового зв’язку.

Загальна задача оптимізації мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами постає як задача побудови мережі, оптимальної за критерієм мінімізації сумарних витрат на оброблення і перевезення пошти

Sмер = Sобр + Sпер = min.

Як основні обмеження при розв’язанні задачі виступають:

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

Складений і суперечливий критерій оптимізації, велика кількість обмежень (наведений перелік далеко не повний) і труднощі формалізації деяких із них істотно ускладнюють розв’язання задачі оптимізації мережі поштового зв’язку України.

Центральною задачєю оптимізації мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами виступає задача визначення оптимальної кількості та місць розташування сортувальних вузлів.

Відсутність будь-якої аналітичної залежності між місцями розташування вузлів поштового зв’язку на території України дає підставу стверджувати, що точне розв’язання задачі визначення оптимальної кількості та місць розташування сортувальних вузлів можливе лише шляхом повного перебору усіх можливих варіантів.

Обчислювальна складність розв’язання задачі обумовлена її надвисокою розмірністю.

Виходячи з можливостей комп’ютера для наближеного розв’язання задачі визначення оптимальної кількості та місць розташування сортувальних вузлів в мережі поштового зв’язку запропоновано чотири варіанти спрямованого перебору:

· спрямований перебір, заснований на наявності мінімуму загальної сумарної протяжності поштових маршрутів;

· спрямований перебір, заснований на завданні кількості сортувальних вузлів;

· спрямований перебір, заснований на скороченні кількості вузлів зв’язку, на базі яких можуть створюватися сортувальні вузли;

· спрямований перебір, заснований на умовному об’єднанні географічно наближених вузлів зв’язку.

За допомогою спрощених імітаційних моделей встановлено характер впливу кількості та місць розташування сортувальних вузлів на техніко-економічні показники мережі поштового зв’язку.

У другому розділі розроблено узагальнену математичну модель функціонування мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами, призначену для визначення її основних техніко-економічних показників:

-

-

-

-

-

-

запропоновано та знайдено співвідношення для визначення інтегральних техніко-економічних показників мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами:

-

-

-

-

На відзнаку від відомих математичних моделей, орієнтованих на визначення конкретних техніко-економічних показників конкретних базових структур мереж поштового зв’язку, розроблена узагальнена модель дозволяє визначити всі основні техніко-економічні показники всіх базових структур, вона відкрита до визначення будь-яких нових показників мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами, оскільки вихідні дані для її роботи подаються у виді уніфікованих матриць міжвузлових параметрів, конкретна суть яких може бути довільною, і в ній передбачено можливість перенесення сортування письмової кореспонденції з вузлів більш низьких рівнів ієрархії у вузли більш високих рівнів, зокрема, у сортувальні вузли.

У подальшому тексті вжито скорочення: структура А – структура мережі поштового зв’язку, в якій зональні вузли з’єднані між собою за принципом „кожний з кожним”; структура В – структура мережі поштового зв’язку, в якій зональні вузли з’єднані між собою через транзитний вузол, створений на базі одного з зональних вузлів; ТВ – транзитний вузол; ЗВ – зональний вузол; ОВ – обласний вузол; РВ – районний (міський) вузол; ВЗ – відділення зв’язку.

В математичній моделі використовуються:

· значення кількості обласних вузлів n;

· значення кількості сортувальних (зональних) вузлів m;

·

·

·

Матриці,, мають подібні структури.

На рис. 1 наведено найбільш складну структуру матриці для мережі поштового зв’язку за структурою А. |

1 | k | ... | h+1 | l | … | m+1 | n

1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 |

2 | 3 | 3 | 3 | 3

2 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4

2 | 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4

2 | 3 | 3 | 1 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4

k | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4

…

h+1 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3

3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 1 | 3 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4

3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 1 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4

3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 3 | 1 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4

l | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4

…

m+1 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2

3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 1 | 3 | 3 | 3

3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 1 | 3 | 3

3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 3 | 1 | 3

n | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 3 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1

Рис. 1. Структура матриці

Жирними лініями виділені елементи (cij), що відповідають зональній структурі мережі поштового зв’язку (зони створюються вузлами 1, 2, ..., k; ...; h + 1, h + 2, ..., l; ...; m+1, m+ 2, ..., n; вузли 1, …, h + 1, …, m+1 – зональні). Значення затінених елементів(cij) для мережі поштового зв’язку за структурою В (транзитний вузол суміщений з зональним вузлом 1) збільшуються на одиницю.

Приклади визначення розподілу поштових потоків надані надалі для елементів зони, що включає вузли h+1, h+2, …, l (центральна горизонтальна і центральна вертикальна смуги матриці рис. 2), зонального вузла h+1 та обласного вузла h+1 f ? l цієї зони.

Розподіл поштових потоків за поштовими маршрутами визначається сумою елементів матриці , розташованих на перетинанні рядків, що відповідають вузлам – витокам, і стовпців, що відповідають вузлам – стокам:

;

;

;

.

Розподіл поштових потоків за об’єктами поштового зв’язку доцільно визначати окремо для міжзональних (вихідних і вхідних) та внутрішньозональних (місцевих) потоків, оскільки, внаслідок різних рівнів сортування, нормативи трудових витрат на їх оброблення суттєво відрізняються:

;

;

.

Розподіл поштових потоків за кількістю оброблень пошти у вузлах мережі визначається з матриць і :

;

;

;

.

Середня кількість оброблень пошти у вузлах мережі може бути визначена безпосередньо з матриць і :

,

або з одержаних значень С1, С2, С3, С4:

.

Розподіл поштових потоків за термінами проходження письмової кореспонденції між об’єктами поштового зв’язку визначається матрицями і .

Так, при використанні для перевезень пошти по всіх маршрутах виключно автомобільного транспорту, контрольні терміни проходження письмової кореспонденції між об’єктами поштового зв’язку становлять:

- 2 дні між населеними пунктами, розташованими в межах кожної області України;

- 3 дні між населеними пунктами, розташованими в межах різних областей кожної зони;

- 4 дні між населеними пунктами, розташованими в межах різних зон.

Обсяги поштових потоків, що проходять відповідно за 2, 3 або 4 дні, складають:

;

;

.

Середні терміни проходження письмової кореспонденції між об’єктами поштового зв’язку можуть бути визначені безпосередньо з матриць і :

або з одержаних значень D2, D3 і D4:

.

Вантажопідйомність транспортних засобів на маршрутах ЗВ - ТВ - ЗВ визначається максимальним з потоків ВЗВ - ТВ і ВТВ-ЗВ:

, ,

а на маршрутах ОВ - ЗВ - ОВ – максимальним з потоків ВОВ - ЗВ і ВЗВ-ОВ:

,.

Кількість робочих місць з ручного оброблення пошти або засобів автоматизованого оброблення пошти у сортувальних вузлах мережі визначається як

,

де Vi, Vj, …,Vk - обсяги поштових потоків за видами поштових відправлень Рi, Рj, …,Рk, які можуть оброблятися на одному робочому місці (одиниць);

Тi, Тj, …,Тk - нормативи трудових витрат на оброблення поштових відправлень Рi, Рj, …,Рk (одиниць за годину);

Тобр - інтервал часу, виділений на оброблення поштових відправлень у сортувальному вузлі (годин);

- значення Х, округлене до найближчого більшого цілого числа.

Порівняльний аналіз мереж поштового зв’язку з сортувальними вузлами суттєво ускладнюється тим, що їх функціонування характеризується багатьма показниками, чимало з яких суперечать одне одному.

Виходячи з цього, доцільно визначити відносно невелику кількість узагальнених інтегральних показників ефективності функціонування зазначених мереж, за допомогою яких їх порівняльний аналіз значно спрощується і потребує мінімальних обсягів вихідних даних.

Як інтегральні показники ефективності функціонування мереж поштового зв’язку запропоновано наступні:

·

·

·

·

·

Кількість сортувальних вузлів визначає кількість груп, на які розбиваються вузли мережі:

G1 = {g1, g1+1, g1+2, …, g1+m1};

Gi = {gi, gi+1, gi+2, …, gi+mi};

Gm = {gm, gm+1, gm+2, …, gm+nm}.

Усього група Gi містить mi+1 вузлів, один з яких - сортувальний, а решта - обласні.

Загальна кількість обласних вузлів

n1+ n2+ …+ nm = n - m.

Кількість поштових маршрутів М? складається з кількості внутрішньозональних маршрутів Мвз і кількості міжзональних маршрутів Ммз:

МВз = m – n;

Ммз = (структура А);

Ммз = m – 1 (структура В);

М? = МВз + Ммз.

Сумарна протяжність поштових маршрутів мережі L? складається з сумарної протяжності внутрішньозональних маршрутів LВЗ і сумарної протяжності міжзональних маршрутів LМЗ:

LВЗ = ;

LМЗ = (структура А);

LМЗ = (структура В);

L? = LВЗ + LМЗ.

Сумарні обсяги перевезення пошти визначаються сумарними поштовими потоками, що прямують по ребрах графа мережі.

Внутрішньозональні потоки Рвз, міжзональні потоки Рмз і сумарні потоки Р? складають:

Рвз = ;

Рмз = ;

Р? = Рвз + Рмз.

Зауважимо, що у виразі для Рвз четверна сума визначає суму усіх міжобласних і внутрішньообласних потоків, перша подвійна від’ємна сума - сума усіх внутрішньообласних потоків, а друга - суму тих міжзональних потоків, що створені власне у зональних вузлах; у виразі для Рмз четверна сума визначає суму усіх міжзональних потоків, як тих, що створені власне у зональних вузлах, так і тих, що створені в обласних вузлах.

Сумарні обсяги оброблення пошти Q? складаються з сумарних обсягів сортування Qсорт і сумарних обсягів обмінювання пошти Qобм.

Сумарні обсяги Qсорт при впровадженні єдиної технології сортування пошти з використанням чотирьох уніфікованих рівнів сортування (рівень 0 - несортована пошта; рівень 1 - несортована пошта, з якої вилучена місцева пошта; рівень 2 - пошта, відсортована до районних вузлів (центрів) поштового зв’язку; рівень 3 - пошта, відсортована до відділень поштового зв’язку) практично не залежать від кількості сортувальних вузлів.

Сумарні обсяги Qобм пропорційні сумарним обсягам перевезень пошти Р? , оскільки перевезення пошти за будь-якими маршрутами пов’язане з обмінюванням пошти між вузлами поштового зв’язку і поштовими маршрутами в пунктах відправлення та з обмінюванням пошти між поштовими маршрутами і вузлами поштового зв’язку в пунктах прибуття.

За таких умов обсяги Qобм залежать від кількості обласних і сортувальних вузлів, через які проходять поштові потоки, внаслідок чого значення Qобм в мережі з m = 25 мінімальні, в мережі з m = 1 - середні, в мережі з 1< m < 25 - максимальні.

У третьому розділі принципи синхронізації оброблення і перевезення пошти поширено на мережу поштового зв’язку з циклічним проходженням пошти на кожному з рівнів ієрархії мережі.

Загальний вид графіка проходження пошти через всі рівні ієрархії мережі поштового зв’язку наведений на рис. 2.

ВЗ - РВ РВ - ОВ ОВ - ЗВ ЗВ - ТВ ТВ - ЗВ ЗВ - ОВ ОВ - РВ РВ - ВЗ

Проходження пошти на рай-онному рівні | Проходження пошти на обласному рівні | Проходження пошти на внутрішньо-зональному рівні | Проходження пошти на міжзональному рівні | Проходження пошти на міжзональному рівні | Проходження пошти на внутрішньо-зональному рівні | Проходження пошти на обласному рівні | Проходження пошти на рай-онному рівні

Рис. 2. Загальний вид графіка проходження пошти в мережі поштового зв’язку

Як випливає з рис. 2, цикли проходження пошти на кожному з однойменних рівнів поштової ієрархії виявляються розірваними, що ускладнює визначення таких важливих показників, пов’язаних з циклічністю, як кількість автомобілів, необхідних для перевезень пошти; кількість робочих місць, необхідних для оброблення пошти; розподіл в часі вхідного, вихідного та транзитного навантаження вузлів тощо.

Виходячи з цього, проходження пошти в ієрархічній мережі поштового зв’язку доцільно подавати та аналізувати у вигляді взаємопов’язаних циклів, кожний з яких відбиває оброблення і перевезення пошти на відповідному рівні ієрархії.

На рис. 3 наведено фрагмент взаємопов’язаних циклів оброблення і перевезення пошти.

і + 1 і і - 1

Рис. 3 . Фрагмент взаємопов’язаних циклів оброблення і перевезення пошти.

Оскільки тривалість кожного циклу Тц (годин) повинна бути не меншою ніж сума тривалостей перевезення пошти Тпер, оброблення пошти Тобр та обслуговування автомобіля Тавт на відповідному рівні

Тц ? Тпер + Тобр + Тавт.

Враховуючи, що періодичність кожного циклу Тц дорівнює одній добі, а його тривалість складає ціле число діб

,

де - значення х, округлене до найближчого більшого цілого числа.

Кількість автомобілів, необхідна для перевезень пошти на зазначеному рівні, складає

.

З рис. 3 випливає, що в ієрархічній мережі поштового зв’язку повинна виконуватися як міжциклова, так і внутрішньоциклова синхронізація оброблення і перевезення пошти.

На рис. 4 наведено ілюстрацію синхронізації поштових маршрутів у вузлі поштового зв’язку рівня ієрархії і

МПН С МПВ-МПН МПВ

СМЗН-МПН С МПВ-МЗВ

МЗН СМЗН-МЗВ МЗВ

Рис. 4 . Синхронізація поштових маршрутів у вузлі поштового зв’язку

Як випливає з рис. 4, у вузлі рівня ієрархії і повинні бути синхронізовані поштові маршрути:

·

·

·

·

Порушення міжциклової синхронізації СМПВ-МПН або СМЗН-МЗВ призводить до зростання контрольних термінів проходження пошти на одну добу.

Порушення внутрішньоциклової синхронізації СМПВ-МЗВ або СМЗН-МПН призводить до зростання кількості автомобілів, що використовуються для перевезень пошти, на одиницю.

Як в першому, так і в другому випадку тривалості інтервалів часу, що виділяється на оброблення пошти, зростають, а витрати на оброблення пошти зменшуються за рахунок зменшення числа робочих місць або засобів автоматизованого оброблення пошти у вузлах мережі.

У четвертому розділі наведено основні результати розв’язання задач оптимізації мереж поштового зв’язку з сортувальними вузлами.

Обгрунтовано доцільність створення в мережі поштового зв’язку України чотирьох зональних вузлів у Києві, Харкові, Львові, Миколаєві, з’єднаних через транзитний вузол у Києві.

Сформульовано умови, за яких впровадження авіаперевезень пошти між сортувальними вузлами призводить до скорочення контрольних термінів проходження письмової кореспонденції між визначеними групами об’єктів поштового зв’язку.

Зазначені умови наведено в табл. 1.

Таблиця 1

Умови скорочення контрольних термінів проходження письмової кореспонденції

Умова скорочення контрольних термінів

проходження письмової кореспонденції | Скорочення контрольних термінів

проходження письмової кореспонденції, днів | Між обласними центрами | Між населеними пунктами | Перехід від раннього надходження в день К до раннього надходження в день К – 1 | 1 | 1 | Перехід від пізнього надходження в день К до пізнього надходження в день К – 1 | 1 | 1 | Перехід від раннього надходження в день К до пізнього надходження в день К – 1 | 0 | 1 | Перехід від пізнього надходження в день К до раннього надходження в день К | 1 | 0 | Побудовано часові графіки синхронізації оброблення і перевезення пошти та визначено контрольні терміни проходження письмової кореспонденції між об’єктами мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами.

На рис. 5 наведено орієнтовний часовий графік проходження письмової кореспонденції між об’єктами мережі поштового зв’язку України з урахуванням максимальних відстаней між вузлами, середніх швидкостей руху по міжзональних, внутрішньозональних, обласних, районних маршрутах та часу оброблення кореспонденції у вузлах мережі (а – при використанні для перевезень пошти по всіх маршрутах автомобільного транспорту, б – при використанні для перевезень пошти по міжзональних маршрутах авіаційного транспорту, для перевезень пошти по інших маршрутах – автомобільного транспорту).

ОВ–РВ РВ-ВЗ-РВ РВ–ОВ ОВ-ЗВ ЗВ-ТВ ТВ-ЗВ ЗВ-ОВ ОВ-РВ РВ-ВЗ-РВ РВ-ОВ

а

00 06 07 13 14 20 22 05 13 24 02 13 15 22 00 06 07 13 14 20

ОВ–РВ РВ-ВЗ-РВ РВ–ОВ ОВ-ЗВ ЗВ-ТВ ТВ-ЗВ ЗВ-ОВ ОВ-РВ РВ-ВЗ-РВ РВ-ОВ

б

00 06 07 13 14 20 22 05 18 20 22 24 02 10 00 06 07 13 14 20

Перший день Другий день Третій день Четвертий день

Рис. 5. Часовий графік проходження письмової кореспонденції

З рис. 5 випливає:

·

·

- 2 дні між населеними пунктами, розташованими в межах кожної області України;

- 3 дні між населеними пунктами, розташованими в межах різних областей кожної зони;

- 3 або 4 дні між населеними пунктами, розташованими в межах різних зон, при використанні для перевезень пошти по міжзональних маршрутах відповідно авіаційного або автомобільного транспорту.

Встановлено характер впливу кількості та місць розташування сортувальних вузлів на техніко-економічні показники мережі поштового зв’язку:

- незважаючи на наявність незначних локальних відхилень, зі зростанням кількості сортувальних вузлів сумарні протяжності міжзональних маршрутів в мережі за структурою А збільшуються в залежності, близькій до квадратової, а в мережі за структурою В – в залежності, близькій до лінійної; сумарні протяжності внутрішньозональних маршрутів в мережах за обома структурами зменшуються в залежності, близькій до обернено пропорційної;

- в мережах поштового зв’язку з сортувальними вузлами спостерігається наявність такої кількості сортувальних вузлів, за якої загальна сумарна протяжність міжзональних і внутрішньозональних поштових маршрутів сягає мінімуму, та такої кількості сортувальних вузлів, за якої сумарні обсяги оброблення і перевезення пошти сягають максимуму;

- кількість сортувальних вузлів, за якої спостерігається мінімум загальної сумарної протяжності міжзональних і внутрішньозональних поштових маршрутів, та кількість сортувальних вузлів, за якої спостерігається максимум сумарних обсягів оброблення і перевезення пошти, в мережі поштового зв’язку за структурою А менше ніж в мережі поштового зв’язку за структурою В.

Оптимізовано технологію оброблення пошти в сортувальних вузлах мережі поштового зв’язку, за якою виключається багаторазове сортування поштових речей, обумовлене їх обробленням на рознесених робочих місцях, з’єднаних між собою технологічними поштовими маршрутами. При цьому оброблення поштових речей на рознесених робочих місцях замінюється їх обробленням у розподілених зонах обслуговування, в яких накопичувачі попереднього ступеня оброблення пошти межують з накопичувачами наступного ступеня.

Завдяки цьому сортування поштових речей та їх завантаження у технологічний транспорт на робочих місцях попереднього ступеня оброблення пошти; перевезення поштових речей технологічним транспортом між робочими місцями попереднього та наступного ступенів оброблення пошти; розвантаження поштових речей та їх сортування на робочих місцях наступного ступеня оброблення пошти замінюється безпосереднім переміщенням поштових речей між відповідними накопичувачами зони обслуговування.

Доведено можливість виключення перехрещень шляхів проходження пошти між накопичувачами поштових речей в розподілених зонах обслуговування сортувальних вузлів та розроблено алгоритм побудови плоского графа, що визначає такі шляхи.

Розроблено технологію швидкого обмінювання прямих автопричепів в транзитному вузлі, за якою забезпечується мінімальне маневрування автопоїздів і практично виключається можливість їх зіткнення.

Технологія швидкого обмінювання прямих автопричепів передбачає маневрування автопоїздів, кожний з яких включає автомобіль і два причепи, по трьох паралельних смугах, причому кожний з маневрів включає рух вперед з переходом з однієї смуги на іншу і рух назад по визначеній смузі з послідовним переформуванням автопоїздів. Маневрування автопоїздів включає дві фази, в першій з яких виконуються переходи автопоїздів на чергові смуги, а в другій – заміна автомобілів, з якими надійшла пошта з зональних вузлів до Києва, автомобілями, в які заздалегідь завантажена пошта, що направляється з Києва до зональних вузлів.

У табл. 2 надано порядок маневрування автопоїздів по смугах Х (Харків), Л (Львів), М (Миколаїв). Кожний з автомобілів і автопричепів позначений комбінаціями з двох літер, перша з яких визначає зональний вузол відправлення, а друга – зональний вузол призначення. Пробілами позначено місця розчеплення автопоїздів. Поштові автомобілі позначені жирними літерами.

Таблиця 2

Порядок маневрування автопоїздів

Склад автопоїздів

Фаза 1 | Фаза 2

Початкова смуга | Початкове

положення |

Наступна смуга | Кінцеве

положення | Початкове

положення | Кінцеве

положення

Х | МХ МЛ МК | Л | МХ ЛХ ЛК | МХ ЛХ | МХ ЛХ КХ

Л | ХЛ ХМ ХК | М | ХЛ МЛ МК | ХЛ МЛ | ХЛ МЛ КЛ

М | ЛМ ЛХ ЛК | Х | ЛМ ХМ ХК | ЛМ ХМ | ЛМ ХМ КМ

У висновках сформульовано основні теоретичні та практичні результати дисертаційної роботи:

1. Розроблено узагальнену математичну модель функціонування мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами, яка дозволяє визначити її основні техніко-економічні показники:

- розподіл поштових потоків за поштовими маршрутами;

- розподіл поштових потоків за об’єктами поштового зв’язку;

- розподіл поштових потоків за кількістю оброблень пошти у вузлах мережі;

- розподіл поштових потоків за термінами проходження письмової кореспонденції між об’єктами поштового зв’язку;

- вантажопідйомність транспортних засобів для перевезень пошти;

- кількість робочих місць з ручного оброблення пошти або засобів автоматизованого оброблення пошти у сортувальних вузлах.

2. Запропоновано та знайдено співвідношення для визначення інтегральних техніко-економічних показників мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами:

- сумарної кількості поштових маршрутів;

- сумарної протяжності поштових маршрутів;

- сумарних обсягів перевезення пошти в мережі поштового зв’язку;

- сумарних обсягів оброблення пошти в сортувальних вузлах мережі поштового зв’язку.

3. Розроблено алгоритми спрямованого перебору для розв’язання задач оптимізації мережі поштового зв’язку з сортувальними вузлами:

- алгоритми, засновані на наявності мінімуму сумарної протяжності поштових маршрутів;

- алгоритми, засновані на завданні кількості сортувальних вузлів;

- алгоритми, засновані на завданні сукупності вузлів, на базі яких можуть створюватися сортувальні вузли;

- алгоритми, засновані на умовному об’єднанні географічно наближених вузлів.

4. Встановлено характер впливу кількості та місць розташування сортувальних вузлів на техніко-економічні показники мережі поштового зв’язку.

5. Встановлено наявність міжциклової та внутрішньоциклової складових циклової синхронізації оброблення і перевезення пошти та виявлено, що порушення міжциклової синхронізації призводить до зростання термінів проходження пошти між об’єктами поштового зв’язку, порушення внутрішньоциклової синхронізації – до зростання витрат на перевезення пошти, а будь-яке з цих порушень – до зменшення витрат на оброблення пошти.

6. Сформульовано умови, за яких впровадження авіаперевезень пошти між сортувальними вузлами призводить до скорочення контрольних термінів проходження письмової кореспонденції між визначеними групами об’єктів поштового зв’язку.

7. Доведено можливість суттєвого